赵梅蕊 员天 刘敏
中油(新疆)石油工程有限公司设计分公司路桥所,新疆 克拉玛依 834000
摘 要:在克拉玛依供热系统维修改造工程的大背景下,道路开挖与恢复作为工程中的一部分,也具有重要意义。本次总结浅谈了道路开挖、回填的一般设计方法、特殊处理方法以及交叉口处理方法三种类型的设计技术,希望为今后类似工程提供一个参考。
关键词:道路开挖恢复;路面结构;路基设计;
1.工程概况
根据克拉玛依供热系统维修改造工程的要求,需要对伴行和穿越道路部分进行恢复。根据管线敷设方式、埋深的不同,道路开挖分别采用两种形式:1.全幅开挖、恢复;2.半幅开挖、恢复。
本文主要介绍三种典型道路开挖、恢复断面形式,分别为:1.工程地质良好情况下,一般道路开挖、恢复道路横断面;2.特殊地质情况下,特殊道路开挖、恢复道路横断面;3.交叉口部分道路开挖恢复横断面。
2.一般道路开挖、恢复
本次一般道路开挖、恢复工程。根据道路下方管线布置方案,于行车道下布设热力管线、供水管线,本次道路采用全幅开挖、恢复的方式,开挖宽度为9.0m。布设管线道路为城市支路,设计时速30km/h,双向两车道,行车道宽9.0m,两侧绿化带各宽3.0m,路面结构为2.5cm厚细粒式沥青混凝土+5.0cm厚中粒式沥青混凝土+透油层(乳化沥青)+20cm厚水泥稳定砂砾+30cm厚天然砂砾。
2.1路基设计
1)路基设计标高为路面中心标高;
2)路基最小填土高度必须保证不因地面水,地下水、毛细水及冻胀作用的影响而降低路基稳定性;
3)路基回填土方采取汽运土方;
4)地表层处理应符合《城市道路路基设计规范》CJJ194-2013有关规定,路基填高小于路面和路床总厚度时,应将地基表层土进行超挖并分层回填碾压,每层压实厚度不大于25cm,路基压实度不小于下表规定:
表1-1 路基压实标准表
结合以往工程建设经验,考虑管道敷设要求,管线顶部位于道路路面2.5m以下,为避免道路回填后产生不均匀沉降,路面结构以下0cm~100cm范围用砂砾土掺灰(3%水泥),100cm~160cm回填料用天然砂砾土,天然砂砾土下铺设土工布(200g/m2),管沟回填部分采用中细砂(含土量<5%)。路基回填用砂砾土,原路基开挖砂砾土大约有85%可利用,不足部分料场拉运。当开挖地段地质不良时需设支挡防护设施确保安全,待管沟回填压实后再进行道路结构部分施工,道路标高以原道路中心标高为准不变,路拱、路面结构与原路一致。
2.2路面设计
路面交通采用轻交通量,路面设计标准为BZZ-100单轴双轮,使用年限内路面累计当量轴次采用80×104次/轴,设计车速30km/h,设计使用年限10年,设计弯沉值47.5(0.01mm) ,路面结构为沥青混凝土面层+半刚性基层组合。路面结构组合设计主要依据交通量和道路等级对路面的使用要求,并考虑到路面应具有低温抗开裂、抗水损害,高温抗车辙、耐疲劳以及平整、坚实、耐久、抗滑等多种功能的要求,结合气候、水文地质及筑路材料的分布情况,本着因地制宜,合理取材,方便施工利于养护的原则,进行各结构层的设计与组合。
路面结构采用:4.0cm厚细粒式沥青混凝土(AC-13)+6.0cm厚中粒式沥青混凝土(AC-20) +透油层(乳化沥青)+20cm厚水泥稳定砂砾基层+30cm厚天然砂砾底基层。土基回弹模量:E0=50MPa(换填后),设计弯沉值:Ld=47.5 (0.01mm)。
3. 特殊地质情况下道路开挖、恢复
本次特殊地质情况下道路开挖、恢复工程,根据道路下方管线布置方案,于行车道下布设两条热力管线,道路采用半幅开挖、恢复的方式,开挖宽度为10m。布设管线道路为城市主干道,设计时速40km/h,双向四车道,行车道宽18.0m,两侧绿化带各宽3.0m,路面结构为4.0cm厚细粒式沥青混凝土+6.0cm厚粗粒式沥青混凝土+透油层(乳化沥青)+20cm厚水泥稳定砂砾+30cm厚天然砂砾。
3.1路基设计
路基设计原则与2.1中原则保持一致。由于长征路地下具有一定的地下水,本次采用了30cm碎石进行了换填处理。
结合以往工程建设经验,考虑管道敷设要求,管线顶部位于道路路面2.5m以下,为避免道路回填后产生不均匀沉降,路面结构以下0cm~80cm范围用砂砾土掺灰(3%水泥),80cm~130cm回填料用天然砂砾土,130cm~160cm回填料用碎石(2-4cm),碎石下铺设土工布(200g/m2),管沟回填部分采用中细砂(含土量<5%)。路基回填用砂砾土,原路基开挖砂砾土大约有85%可利用,不足部分料场拉运。为保证新、旧道路衔接处路基强度,已建道路与恢复道路路基采用挖台阶与铺筑土工格栅相结合,进行新旧路基的衔接。
3.2路面设计
路面设计标准为BZZ-100单轴双轮,设计车速40km/h,设计使用年限15年,使用一去年限内路面累计当量轴次150×104次/轴,设计弯沉值41.9(0.01mm),路面结构为沥青混凝土面层,半刚性基层组合。
路面结构采用:4.0cm厚细粒式沥青混凝土(AC-13)+6.0cm厚中粒式沥青混凝土(AC-20) +透油层(乳化沥青)+20cm厚水泥稳定砂砾基层+30cm厚天然砂砾底基层。
土基回弹模量:E0=50MPa(换填后),设计弯沉值:Ld=41.9 (0.01mm)。
为防止今后新旧路面接缝处雨水渗漏,与原有路面(旧路面较宽一侧)接缝处的旧沥青混凝土面层横向挖除100cm,恢复道路时将开挖的沥青混凝土面层一起进行恢复。
4. 交叉口道路开挖、恢复
交叉口为道路之间重要的咽喉部位,道路封闭施工过程中,交叉口的封闭会导致相交道路车流的中断,特别是对车流量较大的道路来说,车辆需要绕行出行,会给周边低等级路网带来不可预见的压力。因此,本次为提高交叉口处的施工效率,减少因交叉口导致的车流阻碍,路基、路面设计采用:沥青面层结构+水泥稳定砂砾基层+天然砂砾底基层+碎石路基层的结构形式。在热力管网铺设、填埋完毕后,按照以上结构进行恢复,在保证道路强度的同时,可大大减少工期。
5. 总结
本次供热系统维修改造中道路按照规范要求以及以往经验进行设计。在每一期的管网设计中,由于每条道路特殊,不同地质不同,设计仍有很多不足之处,但随着经验的丰富,工艺技术均在不断完善,也做了很多改进。论文中仅对遇见的常见道路开挖、恢复处理技术进行浅谈,望对今后相似工程有一定帮助。
参考文献:
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ 194-2013 城市道路路基设计规范[S].中国计划出版社.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部.CJJ 169-2012 城镇道路路面设计规范[S].中国计划出版社.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB51038-2015 城市道路交通标志和标线设置规范[S].中国计划出版社.
[4]中华人民共和国交通运输部.JTG D50-2017 公路沥青路面设计规范[S].人民交通出版社.